中国联通建设完成京雄高精度北斗地基授时系统试点项目

2021.07.20 , 浏览次数: 592

2021年6月中旬,中国联通联合中国计量科学研究院、上海交通大学完成京雄高精度北斗地基授时系统试点项目建设。本项目由中国联通集团网络部牵头组织,由中国联通研究院5G﹢北斗核心技术攻关团队负责系统方案的整体设计及测试验证,在中国联通北京、河北分公司的大力配合下完成。

5G网络的三大应用场景“增强移动宽带、海量机器类通信、超高可靠低时延”为我们带来了全新的应用机遇,无人驾驶、无人物流、智能机器人等基于5G的垂直行业应用层出不穷。这些应用也对5G网络的超高精度时间同步提出了更高指标的要求。5G超高精度时间同步网建成后,不仅可以为5G网络商用部署提供了强大的基础支撑,同时可以为有高精度授时、导航和定位需求的行业级应用和消费级应用提供强有力的保障,除大大提升用户感知外,还可增强5G用户黏性。

此前,在运营商5G时间同步网络建设方面,中国通信标准化协会(CCSA)发布了《5G同步组网架构及关键技术白皮书》。白皮书中提到,由于5G基站的部署场景复杂,某些区域存在“收星困难”问题,同时,卫星授时的投资成本较高。另外,随着国际形势的变化,仅仅依靠卫星授时存在一定的安全隐患,因此形成卫星授时与地面链路天地互备的方式已是大势所趋。

5G基站在承载基本业务时,其空口间对于时间同步的指标要求为3us,协同业务的指标要求为260ns,定位业务的指标要求甚至为10ns。传统的基站时间同步方案主要为直挂卫星天馈线,接收GNSS(GPS/北斗)卫星信号,但由于天馈线部署难度较大,经常会有产权纠纷或者施工困难等诸多问题,并且成本也居高不下。近些年,三大运营商已经逐步采用IEEE 1588v2技术,通过地面链路逐点传递至基站,目前可以完全满足基站基本业务承载所需的高精度时间同步需求。在运营商网络中引入精度远高于1588v2时间服务器设备(输出精度±100ns)的基于北斗地基授时系统(输出精度在百ps量级)作为基准参考后,除提升5G网络自身的时间同步精度外,还可以实现高可靠性、天地互备的基站时间同步授时方式。由于北斗地基授时系统由国家负责统筹建设,因此可以节省运营商的建设投资以及后续的运营维护成本。

高精度授时、定位和导航是建设智慧数字城市的基础。因此,中国联通联合中国计量科学研究院等单位,开展了京雄高精度北斗地基授时系统试点项目建设,将中国计量科学研究院符合国际标准的UTC时间通过光纤授时系统传送至雄安,用于民用科学研究和产业发展,助力雄安智慧数字城市建设。京雄地基授时系统输出的高精度标准时间、频率信号,同时可以作为沿线本地网的同步参考源,为联通的4G、5G基站服务。

北斗地基授时系统利用通信光纤作为传输媒介,传递时间、微波频率和光学频率等多种时间频率信号,具有抗干扰能力强、噪声低、损耗小、资源丰富等优点,是目前精度最高的基于地面链路的时间频率传递手段,在实现多节点传送后,精度仍然保证在10ns以内。本次京雄试点系统依托上海交通大学的研究成果,试点系统设备均由上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室提供。

京雄高精度北斗地基授时系统项目选取了北京复外到雄安链路中的5个节点进行环回测试,总传输距离为375.4公里,时间精度的测试结果达到亚纳秒级的350ps,除了可以为通信网络时间同步网提供超越卫星精度的基准参考外,还能满足5G协同业务超高精度同步需求,同时赋能垂直行业应用。

在国家战略层面,国家重大科技基础设施建设项目“高精度地基授时系统”将于2021年下半年开工建设。该项目主要建设任务之一是建设覆盖全国的超高精度光纤授时网络,摆脱对于GPS的过度依赖,确保国家信息安全与战略安全。

中国联通与中国科学院国家授时中心于2020年11月30日签署了成立联合实验室的战略合作协议,双方也已通过卫星共视技术,将国家标准时间UTC(NTSC)从位于西安的国家授时中心接引至河北省张家口市崇礼区,并通过中国联通地面光纤网络传递至冬奥会主要场馆,助力2022年北京冬奥会成功举行。

在中国共产党成立100周年之际,中国联通将秉承敬业、精益、专注、创新的工匠精神,以更加饱满的工作热情、更加敬业的工作态度、更加务实的工作作风投入工作中,助力公司数字化转型,为网络强国战略的实施贡献力量。

(来源:中国邮电报)